Adaptiva metoder för förbättrad motor och fordonsreglering Testprotokoll. FADR - FordonsAdaptiv DriftsRegulator. Version 1.0.

Transkript

1 Testprotokoll FADR - FordonsAdaptiv DriftsRegulator Version.0 Status Granskad Henrik Iredahl Godkänd Lars Eriksson TSRT0 Sida

2 PROJEKTIDENTITET 205/HT, Linköpings universitet, ISY Gruppdeltagare Namn Ansvar Telefon E-post Isac Strömberg Projektledare (PL) Robin Holmbom Mjukvaruansvarig Carl-Philip Lartén Designansvarig ILC carla404@student.liu.se Hiren Kerai Designansvarig IFT hirke43@student.liu.se Erik Klasén Designansvarig modellering erikl346@student.liu.se för reglerutveckling Andrej Verem Testansvarig andve902@student.liu.se Henrik Iredahl Dokument- & kvalitetsansvarig (DA) henir02@student.liu.se Hemsida: Kund: Volvo Cars (Fredrik Wemmert) Beställare: Lars Eriksson Kursansvarig: Daniel Axehill Handledare: Vaheed Nezhadali (HL) TSRT0 Sida 2

3 Innehåll Dokumenthistorik 4 Inledning 5 2 Bakgrund 5 3 Översikt 5 4 Bortfallna tester 5 4. Test Test Test Test Test Test Test Presentation av tester 6 5. Test Test Test Test 3, 8 och Test Test Test Test 9 & Test Test Test Test Test (och 29) Sammanställning krav 28 Bilaga A Appendix - Tester 3 Bilaga B Appendix - Krav 33 TSRT0 Sida 3

4 Dokumenthistorik Version Datum Utförda förändringar Utfärda av Granskad Första utkast Samtliga gruppdeltagare H.I Första version Samtliga gruppdeltagare H.I TSRT0 Sida 4

5 Inledning Dokumentet tar upp och presenterar utförande och resultat på de tester som gjorts i projektet. I projektets testplan och kravspecifikation kan utförligare information om krav och test hittas. 2 Bakgrund Projektet är en del i ett större forskningsprojekt vid Linköpings universitet. Projektet är ett samarbete mellan Linköpings universitet och Volvo Cars AB. Det består av tre delar, en metod för körcykelföljning, en regulator för motorreglering samt utveckling av modeller. Uppgiften är att effektivisera respektive område och därmed spara tid och pengar. 3 Översikt Samtliga tester från testplanen finns listade i Appendix A och samtliga krav från kravspecifikationen i Appendix B. På grund av omförhandling av krav under projektets gång har vissa tester fallit bort, dessa presenteras i Avsnitt 4. De tester som genomförts presenteras i Avsnitt 5. 4 Bortfallna tester I detta avsnitt redogörs för vilka tester som fallit bort och varför. 4. Test 2-5 Eftersom inga tester har kunnat göras i fordonslabb har dessa tester inte genomförts. Mjukvara (förarmodell samt ILC-algoritm) har tagits fram för att styra ett fordon, men eftersom projektgruppen ej fått tillgång till fordonslabb har dessa ej kunnat testas. 4.2 Test 8 Testet faller bort eftersom det är redundant då kraven kunnat verifieras i test 7 och Test 9 Vid framtagningen av kravspcecifikationen troddes att optimalt kalibrerade regulatorparametrar för en motormodell skulle erhållas. Men eftersom detta inte har tillhandahållits kommer krav 5 inte att kunna uppfyllas, och därmed behöver testet inte utföras. 4.4 Test 0 Testet faller bort på grund utav tidsbrist. Krav 4 kommer därmed inte att uppfyllas, en följd av att krav 4 inte uppfylls är att krav 20 inte heller uppfylls. Krav 24 uppfylls under test 3. TSRT0 Sida 5

6 4.5 Test Krav nummer 8 kommer inte uppfyllas och därmed kommer testet inte heller att utföras. 4.6 Test 2 Krav nummer 7 kommer inte uppfyllas på grund utav tidsbrist och därmed kommer testet inte heller att utföras. 4.7 Test 7 Test 7 om att den multivariabla laddtrycksregleringen ska implementeras i styrsystemet för VEA-motorn i testcellen har fallit bort med anledning av att regleringen inte håller tillfredsställande kvalité i simuleringarna. Därmed är det för riskabelt att testköra den i motorcellen. 5 Presentation av tester I detta kapitel presenteras förutsättningar, utförande och resultat för samtliga tester som har utförts inom projektet. 5. Test För att utföra test kördes både NEDC och FTP-75 med positivt utfall. Felet minskades betydligt efter varje iteration tills konvergens var nådd. Simuleringen gjordes tillsammans med fordonsmodellen TCEM. Vid testet var κ = 3, γ = 0.85 och den normaliserade cut-off frekvensen på lågpassfiltret ω n = 0.6. Stopkriteriet valdes till ɛ = 0.0, det vill säga att minst en procents förbättring av felet jämfört med föregående iteration behövde uppfyllas för fortsatt iteration. Nedan i Figur, 2, 3 och 4 visas utfallet av testet. Både vid körning av NEDC och FTP-75 ser det ut att finnas en viss korrelation mellan variansen av accelerationspedalposition och den normaliserade bränsleförbrukningen. Båda ses ökas med antal iterationer och kan vara på grund av att ILC gör snabba förändringar i accelerationspedalen för att kompensera för fel. Detta kan möjligen leda till den ökade bränsleförbrukningen på grund av mindre mjuk körning. Detta test visar på att Krav, 3 och 4 är uppfyllt. TSRT0 Sida 6

7 Normalized Error Var. of acc. pedal Normalized fuel cons Iteration Iteration Iteration Figur : Simulering av NEDC-körcykel. Figuren visar det normaliserade felet E, variancen av accelerationspedalen och normaliserad bränslekonsumption. Vehicle speed [km/h] (v ref - v act ) [km/h] Reference vehicle speed Actual vehicle speed Time [s] 5 Last iteration First iteration Time [s] Figur 2: Simulering av NEDC-körcykel. Figuren visar hastighetsföljning samt felet för första och sista iteration. TSRT0 Sida 7

8 Var. of acc. pedal Normalized Error Normalized fuel cons Iteration Iteration Iteration Figur 3: Simulering av FTP-75-körcykel. Figuren visar det normaliserade felet E, variansen av accelerationspedalen och normaliserad bränslekonsumption. Vehicle speed [km/h] (v ref - v act ) [km/h] Reference vehicle speed Actual vehicle speed Time [s] Time [s] Last iteration First iteration Figur 4: Simulering av FTP-75-körcykel. Figuren visar hastighetsföljning samt felet för första och sista iteration. TSRT0 Sida 8

9 5.2 Test 6 Robusthetstest utfördes i simuleringsmiljö genom att ändra på massa, aerodynamiska konstanter samt motorvolym. Vid alla dessa test hade ILC-parametrarna gamma, cut-off frekvens samt kappa tagits fram genom metodiken beskriven i dokumentet Användarhandledning. Parametrar var satta enligt Tabell. Tabell : Värde på parametrar vid robusthetstest. Massa 400 [kg] Motorvolym 2 [liter] Frontarea 2 [m 2 ] Luftmotståndskoefficient [-] γ 0.85 [-] κ 3 [-] ω n 0.4 [-] ɛ 0.0 [-] Vid varje robusthetstest hölls övriga parametrar konstanta enligt ovan. Nedan i Figur 5 körs en normal konvergenssökning för olika massor. I figuren visas den iteration som gav minst relativt fel för olika massor. Som kan ses i figuren lyckas ILC-algoritmen minska felet drastiskt för alla massor, men med viss variation beroende på massa Normalized error 0.3 Error Mass [kg] 9 Numb. of iter. Number of iterations Mass [kg] Figur 5: Bästa iteration (minsta felet) vid körning av NEDC för olika massor. I Figur 6 visas robusthetstest vid olika motorvolymer. Intressant vid detta test var att felet ökade marginellt vid ökad motorvolym, vilket kan uppfattas underligt eftersom det borde bli lättare att följa körcykeln då motorprestanda blir ett mindre problem. Detta kan bero på modellfel (till exempel regulatorer som är parametersatta efter en vissa motorkonfiguration) som kan uppstå vid ändring av motorvolym. Dock kan man utifrån figuren se att ILC-algoritmen återigen minskar felet drastiskt för alla motorvolymer. TSRT0 Sida 9

10 0.3 Normalized error Error Number of iterations Volume [dm 3 ] Numb. of iter Volume [dm 3 ] 0-3 Figur 6: Bästa iteration (minsta felet) vid körning av NEDC för olika motorvolymer. Vidare i både Figur 7 & 8 varieras istället luftmotståndsparametrar. Även här visar sig ILC vara robust Normalized error Error Area [m 2 ] Numb. of iter. 8 Number of iterations Area [m 2 ] Figur 7: Bästa iteration (minsta felet) vid körning av NEDC för olika frontarea. TSRT0 Sida 0

11 0.274 Normalized error Error Number of iterations C d [-] Numb. of iter C d [-] Figur 8: Bästa iteration (minsta felet) vid körning av NEDC för olika C d. Dessa tester visar på att krav 2 uppfylls (dock i simuleringsmiljö och ej i fordonslabb). TSRT0 Sida

12 5.3 Test 7 I detta test utfördes olika stegsvar i pedalpositionen. Då wastegaten har störst inverkan på laddtrycket vid högre moment och pedalpositionen motsvarar en momentbegäran användes större värden på pedalpositionerna i testerna. Ett av testerna som utfördes var med konstant varvtal på 2500 rpm och ett steg i pedalposition från 60 % till 80 %. Vid testet gjordes optimeringen endast mot felet i kvadrat. Figur 9 visar att börvärdet följs bättre efter IFT-algoritmen än med initialgissningen. Figur 0 visar även att kostnadsfunktionen minskar. Eftersom kostnadsfuntionen är felet i kvadrat anses detta vara ett mått på felet och därmed är krav 6 uppfyllt. Eftersom börvärdet följs bättre och kostnadsfunktionen blir bättre anses även krav 2 vara uppfyllt. #0 4 Reglerfel [Pa] Initialgissning Efter IFT Börvärde Tid [s] Figur 9: Visar att IFT-algoritmen leder till att börvärdet följs snabbare än vid initialgissningen. TSRT0 Sida 2

13 C k /C Iteration k Figur 0: Visar tydligt att kostnadsfunktionen minskar med ökande antal iterationer. Samma test gjordes även där hänsyn togs till derivata och översläng. Resultaten från dessa test illustreras i Figur och 2. Skillnaden i reglerfel mellan initialgissning och med parametrar efter IFT är inte så stort. Men det går tyda från Figur att börvärdesföljningen blir bättre. Förbättringen hade förmodligen synts bättre om en sämre initialgissning hade gjorts. I Figur 2 syns tydligt att kostnadsfuntkionen minskar. # Reglerfel [Pa] Initialgissning Efter IFT Börvärde Tid [s] Figur : Visar att IFT-algoritmen leder till att börvärdet följs bättre än vid initialgissningen. TSRT0 Sida 3

14 C k /C Iteration k Figur 2: Visar tydligt att kostnadsfunktionen minskar för varje iteration. Ett test med ett konstant varvtal på 2500 rpm och med ett steg i pedalposition från 50 % till 90 % utfördes också. När optimering endast gjordes mot felet i kvadrat erhölls resultatet i Figur 3 och 4. I detta testfall syns det tydligare att börvärdet följs bättre med parametrar från IFT i förhållande till initialgissningen. Att kostnadsfunktionen minskar visas även i Figur 4. # Initialgissning Efter IFT Börvärde 0 Reglerfel [Pa] Tid [s] Figur 3: Visar att IFT-algoritmen leder till att börvärdet följs bättre än vid initialgissningen. TSRT0 Sida 4

15 C k /C Iteration k Figur 4: Visar tydligt att kostnadsfunktionen minskar för varje iteration. Resultatet för samma steg i pedalpositionen med derivata- och överslängsstraffning illustreras i Figur 5 och 6. Testet konstruerades så att enbart överslängar över 0 kpa straffas och resultatet visar tydligt att börvärdesföljningen förbättras med de erhållna parametrarna från IFTalgoritmen. Kostnadsfunktionen för testet illustreras i Figur 6. 0 #0 4-2 Reglerfel [Pa] Initialgissning Efter IFT Börvärde Tid [s] Figur 5: Visar att IFT-algoritmen leder till att börvärdet följs bättre än vid initialgissningen. TSRT0 Sida 5

16 C k /C Iteration k Figur 6: Visar tydligt att kostnadsfunktionen minskar för varje iteration. Samtliga figurer i Test 7 visar att algoritmen optimerar regulatorparametrarna för motormodellen och därmed anses krav 3 vara uppfyllt. Ur laddtryckssynpunkt anses regleringen vara förbättrad i Figur och 5, och därmed är även krav 25 uppfyllt. 5.4 Test 3, 8 och 24 Matlabkod och genomgång av simulinkscheman har granskats och korrekturlästs. Korrekturläsning av matlabkod och genomgång av simulinkscheman. Eftersom all programkod har skrivits i Matlab/Simulink är krav nummer 9, 2 och 26 uppfyllda. Samplingsfrekvensen på samtliga block inom regleralgoritmen har även satts till 00 Hz och därmed anses krav 22 vara uppfyllt. IFT-algoritmen innehåller heller inte några tidskontinuerliga simulinkblock. Vid programmeringen har hänsyn även tagits till att följa en kodstandard vilket leder till att krav, 26 och 42 också är uppfyllt. Motorcellens kommunikationsgränsnitt kan kommunicera med Simulink och kommer därmed kunna användas tillsammans med IFT-algoritmen, vilket leder till att krav 24 anses vara uppfyllt. Då koden för modellerna och regulatorn är skriven i matlab/simulink är krav 33, 34. En regulator med tidsdiskreta block med samplingstid 0 ms har tagigts fram vilket uppfyller krav 35. TSRT0 Sida 6

17 5.5 Test 4 Fyllnadsgrad Den första modellen som förbättrades var modellen för fyllnadsgraden. Den tidigare modellen hade ett relativt fel som uppgick till 37.5 %..05 Uppmätt Modellerat Gammal modell Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad Figur 7: Figuren illustrerar det relativa felet för modellen som tidigare använts. I Figur 7 syns det att modellen inte lyckas fånga upp lägre fyllnadsgrader. Den förra motorn som användes när denna modell skapades hade inte reglerbara kamaxlar därav de avvikande värdena. TSRT0 Sida 7

18 Moment I detta test utvärderas de tidigare modellerna, Figur 8 visar det relativa felet för momentmodellen. Figuren visar att de relativa felet är väldigt stort i ett antal punkter. Detta beror på att det blir division nära 0 vid små moment. I Tabell 2 visas de största relativa felen, där visas att relativa felet inte är kopplat till vilket varvtal som körs Relativt fel för gamla modellen 2000 Relativt fel [%] Punkt i vektorn [ ] Figur 8: Visar de relativa felet för den gamla modellen. Tabell 2: Tabellen visar att för låga moment blir det relativt felet stort. Moment [Nm] Varvtal [rps] Relativt fel [] TSRT0 Sida 8

19 Avgastemperatur 800 Uppmätt temperatur Gammal modell Modellering av temperatur i grenröret 600 Temperatur i Grenröret [K] Massflöde i grenröret [kg/s] Figur 9: Figuren visar den gamla modellen för avgastemperaturen och den uppmätta avgastemperaturen. Ur Figur 9 går det tydligt att se att modellen inte stämmer bra överens med den uppmätta temperaturen. Bara en omparameterisering av modellparametrarna kommer att ge ett bättre resultat. De gamla modellerna är utvärderade så krav 27, 28 och 30 är uppfyllda. Krav 38 är delvis uppfyllt då modellen för fyllnadsgrad inte är implementerad i motormodellen. TSRT0 Sida 9

20 5.6 Test 5 Fyllnadsgrad Sex olika modeller togs fram för fyllnadsgraden. De olika modellerna innehåller från två till sju regressorer. Då de togs fram räknades de relativa felen ut och sedan togs medelvärdet av alla relativa fel för drygt tio tusentals modeller. De modeller som gav i genomsnitt det lägsta relativa felet finns med i detta avsnitt. Modell innehållande 2 regressorer Modell innehållande 3 regressorer Uppmätt Modellerat Uppmätt Modellerat Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad Figur 20: Figuren visar fyllnadsgradmodellen som ger lägst medelvärde av de relativta felen då två regressorer användes Fyllnadsgrad Figur 2: Figuren visar fyllnadsgradmodellen som ger lägst medelvärde av de relativta felen då tre regressorer användes. Modell innehållande 4 regressorer Modell innehållande 5 regressorer Uppmätt Modellerat Uppmätt Modellerat Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad Figur 22: Figuren visar fyllnadsgradmodellen som ger lägst medelvärde av de relativta felen då fyra regressorer användes Fyllnadsgrad Figur 23: Figuren visar fyllnadsgradmodellen som ger lägst medelvärde av de relativta felen då fem regressorer användes. TSRT0 Sida 20

21 Modell innehållande 6 regressorer Modell innehållande 7 regressorer Uppmätt Modellerat Uppmätt Modellerat Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad Figur 24: Figuren visar fyllnadsgradmodellen som ger lägst medelvärde av de relativta felen då sex regressorer användes. Figur 25: Figuren visar fyllnadsgradmodellen som ger lägst medelvärde av de relativta felen då sju regressorer användes. Tabell 3: Tabell över de relativa felen för modeller av fyllnadsgraden. Modell Relativt fel [%] Figur Gammal modell 6.78 Figur (7) 2 Regressorer 6.0 Figur (20) 3 Regressorer 4.89 Figur (2) 4 Regressorer 3.79 Figur (22) 5 Regressorer 3.45 Figur (23) 6 Regressorer 2.95 Figur (24) 7 Regressorer 2.73 Figur (25) Detta test uppfyller krav nr 27 och 32. Den slutgiltiga modellen som valdes var den med 6 regressorer. η vol,6 = η otto + p im ϕ 2 ol + p em ϕ 2 ol + p em ϕ 2 ol + p im + N () Modellen med 6 regressorer representeras i Ekvation (). TSRT0 Sida 2

22 Moment I detta test visas modellnoggranheten för den tidigare modellen för genererat moment från motorn jämfört med den nya modellen. Modellnogrannheten presenteras i form av relativt fel till uppmätt data i Figur 26 och 27. Figur 26 visar relativa felet för de mätpunkter då det uppmätta momentet är mindre än 0Nm medan Figur 27 visar relativa felet för de punkter då det uppmätta momentet är större än 0Nm. Anledningen till att datapunkterna delats upp är att den nya modellen är noggrannare över 0Nm men generellt sett något sämre för moment närmre 0Nm Relativt fel för moment < 0 Nm Gamla modellen Nya modellen 2500 Relativt fel [%] Punkt i vektorn [ ] Figur 26: Validering av momentmodell för moment mindre än 0 Nm. TSRT0 Sida 22

23 50 Relativt fel för moment > 0 Nm Gamla modellen Nya modellen 00 Relativt fel [%] Punkt i vektorn [ ] Figur 27: Validering av momentmodell för moment större än 0 Nm. Tabell 4: Tabell visar medelvärden av de relativa felen för momentmodellen. Modell Relativt fel [%] Gamla modellen 68.3 Nya modellen 6.02 Gamla modellen, < 0 Nm Nya modellen, < 0 Nm Gamla modellen, > 0 Nm 9.83 Nya modellen, > 0 Nm 8.24 Slutsatsen man kan dra ur figurerna är att det relativa felet för både den gamla och nya modellen är mycket högt i fallen då momentet är lägre än 0Nm. Detta kan förklaras med att det blir division med ett tal nära noll i vissa fall för dessa punkter vilket resulterar i ett högt relativt fel. Detta innebär inte nödvändigtvis att det absoluta felet i Newtonmeter behöver vara särskilt stort. Den nya modellen koncentrerar de stora relativa felen till driftsfall nära noll Newtonmeter och förbättrar modellen i det område som motorn oftast jobbar i, det vill säga vridmoment över 0Nm. Detta gör att man för det mesta får en noggrannare modell och vet att det relativa felet i momentmodellen är som störst kring 0Nm. Detta test uppfyller krav nr 28 och 32. TSRT0 Sida 23

24 Avgastemperatur Den ursprungliga modellen förbättrades avsevärt genom att endast omparametrisera modellparametrarna vilket representeras av den gröna linjen i Figur (28). Den lila linjen representerar en modell på formen: T avgas = ṁ avgas c + T 0 (2) Uppmätt temperatur Gammal modell Ny modell, rät linje Ny modell, roten ur Modellering av temperatur i grenröret Temperatur i Grenröret [K] Massflöde i grenröret [kg/s] Figur 28: Validering av avgastemperaturmodeller samt uppmätt avgastemperatur. TSRT0 Sida 24

25 Vidare utvecklades en annan modell där mer fysiska samband ingick. Modellen mer utvidgade modellen beskrivs av följande ekvation. T avgas = h tot (T 0 h tot + ṁ avgas K t h tot T amb ) (3) Temperatur före turbo Uppmätt temperatur Fysikalisk modell för avgastemperatur Massflöde innan turbo x 0 3 Figur 29: Validering av en avgastemperaturmodell där fysikaliska samband ingick samt uppmätt avgastemperatur. Tabell 5: Tabell över de relativa felen för modeller av avgastemperaturen. Modell Relativt fel [%] Figur Gammal modell 6.5 Figur (9) Modell med rät linje 7. Figur (28) Modell med 5.6 Figur (28) Modell med fysikaliska samband 5. Figur (29) Detta test uppfyller krav nr 30,32 och 43. Då ingen turbomodell är framtagen är krav 29 ej uppfylld. Den valda modellen representeras i Ekvation (2). Denna modellen valdes före modell i Ekvation (29) då den är mindre komplex. Den fysikaliska ger endast en förbättring på 0.5 %. TSRT0 Sida 25

26 5.7 Test 6 Den multivariabla laddtrycksregleringen implementerades i ECUn i en fordonsmodell, därefter anpassades parametrarna i ECUn till VEA-motorn. Resultatet blev dock inte tillfredsställande, vilket framgår i test 20 och 2 under kapitel Test 9 & 20 Test 9 och 20 har ännu inte genomförts med en komplett fungerande modell i övrigt. Därför är det svårt att avgöra om resultatet i testet nedan beror på fel i laddtrycksregulatorn eller fel i fordon/motor-modellen. Arbetet med att åtgärda fordonsmodellen för att kunna testa laddtrycksregulatorn pågår i skrivande stund. För att testa den multivariabla regulatorns referensföljning gjordes ett steg i pedalposition från 0.5 till 0.6 vid 2300rpm. Resultatet visas i Figur 30 och x 05 Tryck i laddluftskylare p_ic Tryck [Pa] Simulerat tryck Referenstryck Tid [s] Figur 30: Visar simulerat tryck tillsammans med referenstrycket i laddluftkylaren. TSRT0 Sida 26

27 x 04 Tryck i insugsrör p_im 0 9 Tryck [Pa] Simulerat tryck Referenstryck Tid [s] Figur 3: Visar simulerat tryck tillsammans med referenstrycket i insugsröret., Testet visar att kravet på konvergens mot referenstryck (krav nummer 40), inte uppfylls. Eftersom krav nummer 40 ej uppfylls, uppfylls ej heller krav nummer Test 2 Det totala antal timmar som har spenderats i labbet underskrider 0 timmar således har gruppen inte överskridit de 80 timmar som var tilldelade för att spenderas i labbet. Krav 45 är alltså uppfyllt. 5.0 Test 22 Det har inte framkommit uppgifter om att de budgeterade 25 timmarna arbetstid har överskridits. Den tid som gruppen rapporterat in för handledning är högre än 25 timmar men i de flesta fall har flera blivit handledda samtidigt och således har inte handledaren lagt så många timmar. Krav 46 är alltså uppfyllt. 5. Test 23 En tids- och statusrapport har skickats varje fredag till beställare i projektet. Det har även hållits en kontinuerlig dialog i projektgruppen för att se till att tidsplan följts inom rimliga marginaler. Krav 44 och 47 är uppfyllda i och med detta. 5.2 Test 25 Test 25 är genomfört i och med att detta dokument har skrivits. Krav 52 är alltså uppfyllt. TSRT0 Sida 27

28 5.3 Test (och 29) Samtliga dokument som levererats i projektet har granskats av dokumentansvarig och levererats av projektledare vid överenskommet datum. Krav är således uppfyllda. Leveransen inför BP6 förväntas ske 4/2 och i samband med det förväntas även krav 5 uppfyllas (test 29). 6 Sammanställning krav Under denna rubrik sammanställs samtliga krav och om de uppfyllts eller ej i form av en tabell, se Tabell 6. TSRT0 Sida 28

29 Tabell 6: Sammanställning av krav, prio och om de uppfyllts. Kravnr. Prioritet Status uppfyllt 2 2 delvis uppfyllt (testat i simuerlingsmiljö) 3 uppfyllt 4 uppfyllt 5 3 delvis uppfyllt (ej kunnat testas) 6 3 delvis uppfyllt (ej kunnat testas) 7 uppfyllt 8 3 delvis uppfyllt (ej kunnat testas) 9 3 delvis uppfyllt (ej kunnat testas) 0 3 ej uppfyllt (ej kunnat testas) uppfyllt 2 uppfyllt 3 uppfyllt 4 3 uppfyllt 5 2 uppfyllt 6 uppfyllt 7 2 uppfyllt 8 3 uppfyllt 9 uppfyllt 20 2 uppfyllt 2 uppfyllt 22 uppfyllt 23 uppfyllt 24 2 uppfyllt 25 uppfyllt 26 uppfyllt 27 uppfyllt 28 uppfyllt 29 3 ej uppfyllt 30 uppfyllt 3 delvis uppfyllt 32 uppfyllt 33 uppfyllt 34 uppfyllt 35 uppfyllt 36 delvis uppfyllt 37 3 ej uppfyllt 38 2 delvis uppfyllt 39 3 ej uppfyllt 40 3 ej uppfyllt TSRT0 Sida 29

30 4 3 ej uppfyllt 42 uppfyllt 43 uppfyllt 44 uppfyllt 45 uppfyllt 46 uppfyllt 47 uppfyllt 48 uppfyllt 49 uppfyllt 50 uppfyllt 5 uppfyllt 52 uppfyllt TSRT0 Sida 30

31 A Appendix - Tester Test nr. Berört krav Beskrivning av test Datum 5, 7, 43 Simulering med ILC-algoritm och simulinkmodell v43-v44 där PID-regulatorn är implementerad. 2 6, 8 Test med enkla insignaler från testdator till fordon för v42-v43 att se att styrningen fungerar. 3, 4, 9 Körning i fordonslabb med NEDC (Europeiska körcykeln) v44-v45 som referens, där resultatet utvärderas och felfunktioner beräknas enligt Avsnitt beskrivning i designspecifikationen. Felfunktionernas beteende för varje iteration tas fram för att undersöka konvergens. 4, 3, 9 Körning i fordonslabb med olika körcykler som referenssignal, v46 främst NEDC och FTP-75 (Amerikanska körcykeln). 5 9, 0 Uppmätt hastighet jämförs med referenshastighet för Löpande NEDC, kontroller görs på att differensen aldrig är större än 2 km/h. 6 2 Robusthetstest genom att ändra fordonets parameterar v46 i testriggen, för att se hur stabiliteten påverkas. Parametrar som ska ändras är fordonets massa och aerodynamiska konstanter. 7 2, 3, 5, Simuleringar av stegsvar med IFT-algoritm. v42-v47 6, , 3, 25, 43 Simulering av delar av körcykeln med IFT-algoritm. v Simuleringar av stegsvar med optimala PIDparametrar v44-v45 utan IFT-algoritm. 0 4, 20, 24 Stegsvarstest i motorcell med IFT-algoritm. v46 8 Simulering av stegsvar med tillfört brus för att testa minsta möjliga parameterändring med IFT algoritm. v44-v Test med IFT-algoritm tillsammans med ILCalgoritmen v46 i motorlabb. 3 9, 2, 22, Korrekturläsning av matlabkod och genomgång av simulinkscheman v46-v47 23, ,28,30,38 Utvärdera nuvarande modellerna och undersöka resultatet. v ,32,43 De framtagna modellerna valideras mot den motormap v43-v47 som Volvo/fordonssystem har uppmätt. 6 3,36,37,43 Implementera regulatorn i Simulink-modellen för VEA-motorn och kontrollera om regleringen är tillfredsställande. v46-v47 TSRT0 Sida 3

32 7 3,36,39 Implementera regulatorn i styrenhet för VEA-motorn i motorlabbet och kontrollera om laddtrycksregleringen är tillfredsställande. 8 33, 34, 35 Mjukvaruansvarig kontrollerar att koden uppfyller den uppsatta kravstandarden. 9 40,43 Kontrollera att tryck i intercooler och insugsrör konvergerar mot börvärde i Simulink med den multivariabla laddtrycksregulatorn. 20 4,43 Kontrollera i Simulink att översläng för laddtryck ej är större än 0kP a med den multivariabla laddtrycksregulatorn Testansvarig kontrollerar hur mycket tid de olika projektmedlemmarna spenderat i labben och kontrollerar att inte 80 timmar överskrids Projektledare kommunicerar med handledare för att se att inte 25 timmar handledningstid överskrids , 47 Projektledare levererar en sammanställning av tidsoch statusrapport till beställare varje fredag, efter klockan Projektledaren diskuterar även med medlemmarna om de behöver lägga mer tid. 24, 26, 42 Mjukvaruansvarig kontrollerar all kod innan den anses vara färdig Testansvarig ser till att ett testprotokoll tas fram där det redovisas att teterna utförts enligt testplan Dokumentansvarig granskar och projektledare levererar projektplan, kravspecifikation och systemskiss till beställare Dokumentansvarig granskar och projektledare levererar designspecifikation och testplan till beställare Dokumentansvarig granskar och projektledare levererar funktionalitet, testprotokoll, användarhandledning och presentation till beställare Dokumentansvarig granskar och projektledare levererar teknisk rapport, efterstudie posterpresentation, hemsida samt projektfilm till beställare. v46-v v46-v47 v46-v47 3/0-7/ Löpande Löpande Löpande v46-v47 (tis) 8/9 3/0 7/ 4/2 TSRT0 Sida 32

33 B Appendix - Krav Kravnr. Förändring Kravtext Prioritet Original En utvärdering av ILC:s möjlighet att användas vid körcykelföljning ska tas fram. 2 Original ILC:s oberoende av system (fordon) ska utvärderas. 2 3 Original ILC:s oberoende av körcykel ska utvärderas. 4 Original Felets konvergens med ökande antal iterationer ska utvärderas. 5 Förändring En förarmodell som ombeskriver referenssignal till 3 av prio tillgänglig insignal skall tas fram. 6 Förändring Ett kommunikationsgränssnitt ska tas fram så att testfordonets 3 av prio hastighet kan styras med hjälp av testdatorn via Matlab. 7 Original ILC-algoritm ska tas fram som matlabkod och/eller simulinkmodell. 8 Förändring Ett testfordons hastighet ska kunna styras via en testdator. 3 av prio 9 Förändring Regulatorn ska kunna styra ett testfordons hastighet 3 av prio via en testdator så att den följer en körcykel. 0 Förändring Ett testfordon ska kunna följa EU-körcykeln inom felmarginalen 3 av prio +/- 2 km/h. Original All kod, utveckling samt testning ska dokumenteras väl och koden ska följa kodstandard enligt Avsnitt Original En algoritm för att iterativt trimma regulatorparametrarna i simuleringsmiljö ska tas fram och utvärderas. 3 Original Algoritmen ska optimera parametrarna i regulatorn för en motormodell i Simulink. 4 Original Algoritmen ska iterativt förbättra parametrarna i regulatorn 3 på VEA motor i motorcell. 5 Original IFT-regulatorn ska jämföras med en manuellt kalibrerad 2 regulator och med en optimalt kalibrerad regula- tor. 6 Original Ett mått på felet ska tas fram. 7 Original IFT ska implementeras i en förarmodell för att sedan 2 testa och utvärdera ILC med de framtagna parametrerna. 8 Förändring Undersöka minsta möjliga parameterändring för att 3 av prio inte parameterändringen ska undertryckas av brus 9 Original Gränssnittet ska implementeras i Matlab/Simulink. 20 Original Gränssnittet ska kunna implementeras i motorcell. 2 2 Original Programmeringen av regleralgoritmen ska ske i matlab/simulink. 22 Original Regulatorns samplingsfrekvens ska vara 00 Hz. 23 Original Endast tidsdiskreta simulinkblock ska användas. TSRT0 Sida 33

34 24 Original Programkod ska kunna implementeras i det kommunikationsgränssnitt 2 som används i motorcellen. 25 Original IFT regulatorn ska kunna iterera fram parametrar som förbättrar laddtrycksregulator. 26 Original Koden ska följa kodstandard enligt Avsnitt Original Gruppen ska ta fram modell för fyllnadsgrad. 28 Original Gruppen ska ta fram modell för motormoment. 29 Förändring Gruppen ska ta fram modell för turbo. 3 av prio 30 Original Gruppen ska ta fram modell för avgastemperaturen ut från cylindern. 3 Original Gruppen ska ta fram en multivariabel regulator som styr laddtrycket genom wastegate och trottel. 32 Original Gruppen ska göra en validering av framtagna modeller för att undersöka modellnogrannhet. 33 Original Laddtrycksregulatorn ska tas fram i Matlab/Simulink. 34 Original Modellerna ska tas fram i Matlab/Simulink. 35 Original Laddtrycksregulatorn ska bestå av tidsdiskreta simulinkblock med samplingstid på 0 ms. 36 Original Laddtryck ska regleras genom styrning av wastegate och trottel. 37 Original Laddtrycksregulator ska implementeras i given 3 motormodell. 38 Original De framtagna modellerna ska implementeras i given 2 motormodell. 39 Original Laddtrycksregulator ska testas på motor i motorlabbet Original Laddtryck och insugstryck ska konvergera mot respektive 3 börvärdet med den framtagna laddtrycksre- gulatorn. 4 Original Översläng i laddtryck får aldrig vara större än 0 kpa 3 för att försäkra säker reglering. 42 Original Koden ska följa kodstandard enligt Avsnitt Original Ett testscript ska tas fram och ska köras vid förändringar av någon delkomponent. 44 Original Varje projektmedlem skall lägga ned totalt 240 timmar på projektet. 45 Original Den sammanlagda tiden i fordons- och motorlabb ska ej överskrida 80 timmar. 46 Original Den sammanlagda handledningstiden per handledare ska ej överskrida 25 timmar. 47 Original Varje vecka ska tids- och statusrapport lämnas till beställare. 48 Original Vid MS2 ska kravspecifikation, projektplan inkl. tidsplan och systemskiss levereras. 49 Original Vid MS3 ska desingspecifikation och testplan levereras. TSRT0 Sida 34

35 50 Original Vid MS5 ska all funktionalitet, testprotokoll, användarhandledning och presentation levereras. 5 Original Vid MS6 ska teknisk rapport, efterstudie, posterpresentation, hemsida samt projektfilm levereras. 52 Original Produkterna ska vara testade enligt testplan. TSRT0 Sida 35